5.6. Управление движением судна
Автоматический вывод команд ECDIS на рулевое устройство и систему управление двигателем судна не представляет проблем и реализован в ряде ECDIS. Это позволяет с помощью ECDIS автоматически управлять движением судна по маршруту (путем изменения курса) и по расписанию (посредством корректировки скорости хода).
Рассмотрим первую из этих задач. Для ее выполнения предусматривается возможность вывода данных ECDIS на авторулевой (АР). Взаимодействуя с АР, ECDIS обеспечивает стабилизацию центра массы судна на отрезке маршрута, выполнение поворотов запланированным образом, плавание вдоль проложенного маршрута или же к заданной путевой точке. Работающие совместно ECDIS (или ECS) и АР образуют систему вождения судна по маршруту (TCS — Track control system). Стандарты IMO этой системы представлены в Резолюции MSC.74(69), 1998 г., Приложение
2, «Recommendation on performance standards for TCS». Они должны применяться к TCS судов, максимальная скорость поворота которых не превышает 10 0 /с, в диапазоне скоростей хода от минимальной маневренной до 30 узлов. Ниже представлены основные из требований к TCS.
5.6.1. Требования к TCS
TCS должна быть способной вести судно от его позиции к отдельной точке или по маршруту, определенному последовательностью путевых точек. Требуется, чтобы основная позиционная система, предоставляющая TCS координаты судна, была электронной и одобренной ИМО. Необходим непрерывный мониторинг места судна по информации второго независимого датчика позиции, который может не являться частью TCS.
При подходе к точке поворота тревожный звуковой сигнал и предупреждение индикацией об изменении курса должны быть поданы TCS не позже, чем за минуту перед перекладкой руля для выполнения поворота. В системе следует иметь средство, с помощью которого OOW подтверждает прием этого сигнала. Если OOW не подтвердил его прием в течение 30 с. после его подачи, то TCS должна подать повторный тревожный сигнал.
Необходимо, чтобы поворот с одного отрезка маршрута на другой основывался на заданном радиусе или радиусе, вычисленным по предварительно назначенной угловой скорости.
Система должна быть способной вручную или автоматически подстраиваться к изменению управляемости судна при различной погоде, скорости и загрузке. Необходимо иметь средства для предупреждения излишних активаций руля при рыскании на волнении, при смещениях ЦМ судна на поперечно-горизонтальной качке, и при «разбросе» измеряемых значений координат судна из-за случайных ошибок позиционной системы.
Предписано иметь возможность перехода от автоматического вождения по маршруту к ручному управлению судном при любом положении руля и в любых условиях, включая отказ TCS. Обратный переход должен быть возможен только намеренным действием оператора.
TCS должна быть способной работать в режиме управления курсом и удовлетворять в нем всем требованиям к управляющей курсом системе (АР). Во всех условиях следует иметь возможность перехода от режима вождения по маршруту к режиму АР. При активации режима АР система должна приводить курс судна к заданному значению. Необходима непрерывная информация о курсе от второго независимого компаса, который может не являться частью TCS. Обратный переход от режима АР к вождению по маршруту должен производиться намеренным действием судоводителя. Индикацией следует указывать название активного режима управления.
TCS должна соединяться с датчиками позиции, курса и скорости судна. Курсоуказателем должен быть ГК. Все подсоединенные к TCS датчики должны предоставлять информацию о своем статусе, включая сведения о выходе из строя. Сигнализация и индикация должны быть в случаях:
— выхода из строя системы электропитания или его снижения до уровня, при котором нарушается безопасность функционирования;
— бокового смещения от линии пути на величину, большую заданной;
— отклонения от курса, превышающего заданный предел;
— выхода из строя позиционного датчика или компаса;
— снижения скорости ниже предела, необходимого для безопасного управления судном;
— отсутствия подтверждения вахтенным помощником приема аварийного сигнала в течение 30 с. после его подачи.
В TCS необходимо непрерывно отображать такие данные:
• источники информации о позиции, курсе и скорости;
• статусы всех датчиков и случаи их отказа;
• курс по активному отрезку маршрута, действительный курс, курс на следующем отрезке маршрута;
• координаты, боковое отклонение от линии пути, скорость судна;
• номер активной и следующей за ней путевой точки;
• время и дистанцию до активной точки поворота;
По требованию должен показываться перечень запланированных путевых точек, включая их номера, координаты, курсы и дистанции между соседними из них, радиусы поворота и другие параметры плана движения.
5.6.2. Структура системы
ECDIS идеально подходит в качестве управляющей движением судна по маршруту системы. Она позволяет легко планировать маршрут с определением его прямолинейных и криволинейных участков и безопасных границ, выполняет автоматически контроль движения судна по маршруту, определяя боковое отклонение от него, дистанцию и время до точки поворота. Для превращения ECDIS в управляющее устройство достаточно добавить в нее программу выработки сигналов управления, обеспечивающих точное движение судна по заданному маршруту, и выводить их на АР.
Согласно стандарту IEC 62065 (2002 г.) бортовые системы (или виды) вождения судна по маршруту делятся на три категории:
– TCS категории А проводит судно по прямому отрезку пути;
– TCS категории В проводит судно по прямым отрезкам маршрута и выполняет повороты по команде оператора;
– TCS категории С управляет судном на отрезках пути и на поворотах.
В TCS категории В , когда подается тревожный сигнал о подходе к WPT, для инициации изменения курса необходимо нажать специальную кнопку. TCS категории С выполняет после такого сигнала поворот автоматически. В ECDIS могут предусматриваться все три названные выше вида вождения.
TCS совместно с рулевым приводом и судном образует систему
автоматического управления движением по маршруту (САУ М ). Ее упрощенная блок-схема представлена на рис. 5.33.
Источник
Система управления движением судов
Первые в мире системы управления движением судов (СУДС) появились в середине прошлого столетия. За прошедшие годы своего развития СУДС прошли путь от обычных судовых радиолокационных станций (РЛС), установленных на берегу, до сложнейших информационно-технических систем, использующих последние достижения мирового сообщества в области радиоэлектроники и вычислительной техники. В настоящее время в мире действует свыше 500 СУДС различного масштаба и назначения. Рост количества СУДС связан не только с увеличением грузооборота портов и возрастающей интенсивностью судоходства, но и с реальной угрозой экологических бедствий вследствие морских аварий.
По назначению и особенностям района действия СУДС подразделяются на следующие категории:
• портовые, действующие на акваториях портов и на подходах к ним;
• речные, действующие на подходах к портам, расположенным на внутренних водных путях;
• прибрежные, действующие в территориальных водах прибрежных государств или в международных проливах, а также в районах добычи углеводородного сырья на шельфе.
По размерам района действия СУДС подразделяются на:
• локальные, обслуживающие ограниченные акватории, небольшие участки побережья или внутренних водных путей;
• региональные, обслуживающие акватории протяженностью в десятки и сотни миль, образуемые посредством информационной интеграции и координированной деятельности нескольких локальных СУДС.
Основными функциями СУДС являются:
• организация и регулирование судоходства на акваториях портов, на подходах к ним, а также в стесненных водах, контроль за соблюдением правил и режимов плавания;
• обеспечение безопасности мореплавания в сложной навигационной, метеорологической и гидрологической обстановке;
• содействие работе портовых служб (лоцманских, буксирных, диспетчерских и т. д.), проведению поисково-спасательных операций и операций по борьбе с разливами нефтепродуктов;
• контроль за судоходством в прибрежных водах в интересах государства, информационное обеспечение пограничных и таможенных режимов.
Технологической основой СУДС являются:
• береговые радиолокационные станции (РЛС);
• системы обработки, отображения и регистрации информации СУДС (СООРИ);
• средства ОВЧ (УКВ) радиосвязи с судами;
• береговые станции автоматической идентификационной системы (АИС);
• телевизионные системы наблюдения;
• радиопеленгаторы.
• радиорелейные линии связи;
• вычислительные сети и сети передачи данных;
• электронная картография;
Типовая структура СУДС включает Центр управления движением судов (ЦУДС) и связанные с ним удаленные информационные посты, где располагаются различные источники информации о судоходной обстановке (РЛС, телекамеры, радиопеленгаторы, аппаратура АИС) и средства связи. ЦУДС является местом, где обрабатывается и анализируется поступающая информация, где принимаются управляющие решения и откуда осуществляется взаимодействие с судами. Передача информации от информационных постов в ЦУДС обычно производится с использованием радиорелейных или наземных линий связи. Обработка информации в СУДС, как правило, полностью автоматизирована и выполняется компьютерами общего или специального назначения. В результате обработки информации формируется картина судоходной обстановки, отображаемая на ситуационных дисплеях.
Управляющим звеном СУДС являются операторы, которые анализируют судоходную обстановку, оценивают и прогнозируют ее развитие. Операторы СУДС посредством ОВЧ (УКВ) радиосвязи передают для судов информацию, предупреждения, рекомендации и указания, обеспечивающие безопасное и эффективное судоходство в районе действия СУДС. Суда в районе действия СУДС обязаны выполнять специальные правила плавания, отражающие специфику района и особенности взаимодействия судов с СУДС. Эффективное выполнение СУДС своих функций обеспечивается высокой надежностью технологического оборудования, квалификацией и профессионализмом персонала, а также жестким контролем работы СУДС со стороны государства.
СУДС создаются и функционируют в соответствии с международными нормами и правилами, подготавливаемыми в рамках Международной морской организации (ИМО/IMO), которая рассматривает СУДС (VTS) как важный и неотъемлемый элемент обеспечения безопасности мореплавания, наряду с системами судовых маршрутов, лоцманскими службами, службами поиска и спасения, береговыми и судовыми навигационными средствами. Главным международным рабочим органом по СУДС является Комитет по VTS в составе Международной Ассоциации маячных служб и навигационных средств (МАМС/IALA). Документы, подготавливаемые этим комитетом, выносятся на согласование и утверждение на Подкомитет ИМО по безопасности мореплавания (NAV), Комитет по безопасности на море (MSC), а в некоторых случаях – на Ассамблею ИМО.
На современном этапе введение в действие и функционирование СУДС регламентируется следующими документами IMO/IALA:
• Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море (SOLAS). Правило V/12 «Vessel Traffic Services»;
• Резолюция IMO А.1158 (32) «Guidelines for Vessel Traffic Services»;
• Руководства и рекомендации Международной Ассоциации маячных служб (IALA).
Правило V/12 Конвенции SOLAS определяет, что СУДС способствуют охране человеческой жизни на море, безопасности и эффективности судоходства, и охране морской среды. Правительства, подписавшие Конвенцию, обязуются создавать СУДС там, где, по их мнению, интенсивность судоходства или степень риска оправдывают их наличие, и при этом должны следовать руководствам IMO, насколько это возможно.
Таким образом, в первой четверти 21 столетия практически все значительные порты мира, основные судоходные пути в международных проливах и вдоль побережий, а также шельфовые нефтепромыслы охвачены районами действия СУДС. Международным морским сообществом признанно, что СУДС являются неотъемлемой частью современной системы безопасности мореплавания, способствуют улучшению организации работы портов и пропускной способности подходных путей, повышают конкурентоспособность портов за счет снижения риска, страховых и фрахтовых ставок. Основной тенденцией развития СУДС на современном этапе является создание на их основе интегрированных систем безопасности мореплавания в прибрежных водах, одновременно решающих задачи государственного контроля судоходства и информационного обеспечения всех участников морского транспортного процесса.
Ссылки на информацию о системах управления движением судов на сайтах компетентных организаций: ФГУП «Росморпорт», ФГУП «Морсвязьспутник» и Российского морского регистра судоходства
*При подготовке раздела использовались материалы по СУДС, подготовленные ранее Олегом Борисовичем Причкиным.
Источник